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公開番号2025170607
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2024075336
出願日2024-05-07
発明の名称熱媒体組み合わせ最適化装置、熱媒体組み合わせ最適化方法、および、熱媒体組み合わせ最適化プログラム
出願人本田技研工業株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G05D 23/13 20060101AFI20251112BHJP(制御;調整)
要約【課題】加熱すべき設備に供給される熱量が最大になるように各設備間で最適な熱交換の組み合わせを設定する。
【解決手段】熱媒体組み合わせ最適化装置1は、複数の供給側設備との間でそれぞれ熱交換した複数の第1熱媒体をそれぞれ複数の対象物のうち何れかに供給し、この対象物をそれぞれの目標温度になるように制御する温度制御部13と、これら複数の対象物に供給する熱量の総和が最大となるように、各供給側設備で熱交換した第1熱媒体の量と前記対象物との組み合わせを最適化する最適化部11とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の供給側設備との間でそれぞれ熱交換した複数の第１熱媒体をそれぞれ複数の対象物のうち何れかに供給し、前記対象物をそれぞれの目標温度になるように制御する温度制御部と、
前記複数の対象物に供給する熱量の総和が最大となるように、各前記供給側設備で熱交換した第１熱媒体の量と前記対象物との組み合わせを最適化する最適化部と、
を備えることを特徴とする熱媒体組み合わせ最適化装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記温度制御部は、前記供給側設備との間でそれぞれ熱交換した複数の第１熱媒体を用いて、前記複数の対象物を各対象物の目標温度の降順で熱交換する処理を、各前記供給側設備との間でそれぞれ熱交換した複数の第１熱媒体を、各供給側設備の温度の昇順で選択して繰り返す、
ことを特徴とする請求項１に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項３】
各前記対象物は、複数の前記供給側設備との間でそれぞれ熱交換する複数の第１熱媒体と熱交換器を介してそれぞれ熱交換する複数の第２熱媒体によって加熱され、
前記最適化部は、前記第１熱媒体の物性データと前記第２熱媒体の物性データに基づき、所定量の前記第１熱媒体を同種類の前記第２熱媒体と熱交換させ、その後に残りの前記第１熱媒体を異種類の前記第２熱媒体と熱交換させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項４】
前記第１熱媒体及び／又は前記第２熱媒体が流れる配管の長さに応じて、各前記供給側設備の熱量を各前記対象物に供給するまでの放熱量を算出する放熱量算出部を更に備え、
前記最適化部は、前記放熱量算出部が算出した放熱量を用いて、各前記供給側設備で熱交換した第１熱媒体の量と前記対象物との組み合わせを最適化する、
ことを特徴とする請求項３に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項５】
前記最適化部は、前記対象物が運用される環境情報に応じて、前記対象物に供給する第１熱媒体の種類と量を変更する、
ことを特徴とする請求項２に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項６】
前記温度制御部は、前記最適化部が前記対象物に供給する第１熱媒体の種類と量を変更した場合、前記第１熱媒体を供給する経路を切り替える、
ことを特徴とする請求項５に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項７】
前記環境情報は、日時情報、天気情報、気圧情報、及び温湿度情報のうち何れかを含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項８】
前記第１熱媒体の熱量を蓄熱できる蓄熱手段を備え、
前記環境情報は、日時情報を含み、
前記温度制御部は、前記第１熱媒体を加熱する供給側設備の停止の後、所定時間以上が経過した後に前記第１熱媒体によって加熱される対象物が稼働を開始するとき、前記蓄熱手段に熱を蓄えさせる、
ことを特徴とする請求項７に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項９】
供給側設備の停止時刻と対象物の稼働開始時刻までの間に、前記対象物が必要とする熱量を前記蓄熱手段が蓄熱できない場合、前記温度制御部は、前記供給側設備の停止時刻から前記対象物の稼働開始時刻までの間の何れかのタイミングで、前記供給側設備との間で熱交換した第１熱媒体による前記蓄熱手段の熱交換から、前記蓄熱手段との間で熱交換した熱媒体による前記対象物の熱交換に切り替える、
ことを特徴とする請求項８に記載の熱媒体組み合わせ最適化装置。
【請求項１０】
最適化部が、複数の対象物に供給する熱量の総和が最大となるように、各供給側設備で熱交換した第１熱媒体の量と前記対象物との組み合わせを最適化するステップと、
温度制御部が、複数の供給側設備との間でそれぞれ熱交換した複数の第１熱媒体をそれぞれ複数の対象物のうち何れかに供給し、前記対象物をそれぞれの目標温度になるように制御するステップと、
を備えることを特徴とする熱媒体組み合わせ最適化方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱媒体組み合わせ最適化装置、熱媒体組み合わせ最適化方法、および、熱媒体組み合わせ最適化プログラムに関し、特に、各設備の間で好適な熱交換の組み合わせを設定することに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エネルギシステム計画の支援装置が記載されている。特許文献１に記載の発明の目的は、コストと容量以外にも、機器の耐久年数、メンテナンス、省スペースの要素を考慮した設備構成を自動的に生成することにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平４－９００４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、設備の経済性を評価することを目的としており、設備間の熱交換効率については考慮されていなかった。
ところで、二酸化炭素の排出量低減においては、排熱の有効活用が課題である。排熱を有効に活用するため、高温の設備で熱せられた熱媒体を、より低温の他の設備に供給し、他の設備を加熱するとよい。しかし、これら設備間で最適な熱交換の組み合わせを設定することは検討されていなかった。
【０００５】
本願は上記課題の解決のため、加熱すべき設備に供給される熱量が最大になるように、各設備間の最適な熱交換の組み合わせを設定することが可能な、熱媒体組み合わせ最適化装置、熱媒体組み合わせ最適化方法、および、熱媒体組み合わせ最適化プログラムを提供することを目的としたものである。そして、延いては気候変動の緩和または影響軽減に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、熱媒体組み合わせ最適化装置であって、複数の供給側設備との間でそれぞれ熱交換した複数の第１熱媒体をそれぞれ複数の対象物のうち何れかに供給し、前記対象物をそれぞれの目標温度になるように制御する温度制御部と、前記複数の対象物に供給する熱量の総和が最大となるように、各前記供給側設備で熱交換した第１熱媒体の量と前記対象物との組み合わせを最適化する最適化部と、を備えることを特徴とするものである。
この発明によれば、加熱すべき設備に供給される熱量が最大になるように、各設備間の最適な熱交換の組み合わせを設定することが可能な、熱媒体組み合わせ最適化装置を提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱すべき設備に供給される熱量が最大になるように各設備間で最適な熱交換の組み合わせを設定することが可能な、熱媒体組み合わせ最適化装置、熱媒体組み合わせ最適化方法、および、熱媒体組み合わせ最適化プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る熱媒体組み合わせ最適化装置のブロック図である。
温熱および冷熱における価値のある熱量を示すグラフである。
温熱における質の高い熱量を説明するグラフである。
第１ケースにおける排熱を示すグラフである。
第１ケースでの排熱需要と割当量と余りの温度条件を示すグラフである。
第１ケースでの排熱需要と割当量と余りの中間過程での熱量条件を示すグラフである。
第１ケースでの排熱需要と割当量と余りの仮想最終過程での熱量条件を示すグラフである。
第２ケースにおける排熱を示すグラフである。
第２ケースでの排熱需要と割当量と余りの温度条件を示すグラフである。
第２ケースでの排熱需要と割当量と余りの中間過程での熱量条件を示すグラフである。
第２ケースでの排熱需要と割当量と余りの仮想最終過程での熱量条件を示すグラフである。
第３ケースにおける排熱を示すグラフである。
第３ケースでの排熱需要と割当量と余りの温度条件を示すグラフである。
第３ケースでの排熱需要と割当量と余りの中間過程での熱量条件を示すグラフである。
第３ケースでの排熱需要と割当量と余りの仮想最終過程での熱量条件を示すグラフである。
第４ケースにおける排熱を示すグラフである。
第４ケースでの排熱需要と割当量と余りの温度条件を示すグラフである。
第４ケースでの排熱需要と割当量と余りの中間過程での熱量条件を示すグラフである。
第４ケースでの排熱需要と割当量と余りの仮想最終過程での熱量条件を示すグラフである。
供給側設備の熱媒体を対象物に供給する処理を説明するフローチャートである。
複数種類の熱媒体を用いる処理のフローチャートである。
配管の放熱を考慮したときの複数種類の熱媒体を用いる処理のフローチャートである。
第３装置の先行立ち上げ時のプラントの動作を説明する図である。
全設備立ち上げ時のプラントの動作を説明する図である。
定常時のプラントの動作を説明する図である。
昼空時のプラントの動作を説明する図である。
立ち下げ時のプラントの動作を説明する図である。
第１装置と第２装置が停止した後の立ち下げ時のプラントの動作を説明する図である。
配管の放熱量を算出するプロセスレイヤを示す図である。
蓄熱手段に対する蓄熱と放熱の動作パターンＡを示すグラフである。
蓄熱手段に対する蓄熱と放熱の動作パターンＢを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
なお、図面中の各要素は、発明の理解を容易にするために、適宜拡大、縮小又は簡略化されて描かれることがある。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る熱媒体組み合わせ最適化装置１のブロック図である。
図１に示す熱媒体組み合わせ最適化装置１は、最適化部１１と、放熱量算出部１２と、温度制御部１３と、記憶部１４と、環境センサ１５を含んで構成される。熱媒体組み合わせ最適化装置１は、プラント２の各設備間で最適な熱交換の組み合わせを設定し、この設定に従って各設備の排熱を有効活用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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